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Mecânica dos Fluidos 1 – Lista de Exercícios 5
Lista de Exercícios do capítulo 4 do Livro-texto: Fox, R. W., Pritchard, P. J., McDonald,
A. T., Introdução à Mecânica dos Fluidos, 7ª Edição, Editora LTC, Rio de Janeiro/RJ,
2010.
Problema 4.60
Calcule a força requerida para manter o tampão fixo na saída do tubo de água. A
vazão é 1,5m3/s e a pressão a montante é 3,5MPa.
Problema 4.61
Um tanque, de altura h = 1m e diâmetro D = 0,75m, está fixado sobre uma plataforma
rolante, conforme mostrado. Água jorra do tanque através de um bocal de diâmetro
d = 15mm. A velocidade uniforme do líquido saindo do bocal é, aproximadamente,
𝑉 = √2𝑔𝑦, onde y é a distância vertical do bocal até a superfície livre do líquido.
Determine a tração no cabo para y = 0,9m. Trace um gráfico da tração no cabo como
uma função da profundidade de água para a faixa 0  y  0,9m.
Problema 4.71
Um tipo de prato, raso, circular, possui um orifício de bordas vivas no centro,
conforme mostrado. Um jato de água, de velocidade V, externa necessária para
manter o prato no lugar, se o jato que sai pelo orifício também tem velocidade V.
Avalie a força para V = 5m/s, D = 100mm e d = 25mm. Trace um gráfico da força
requerida em função do ângulo  (0    90°), com a razão de diâmetros como
parâmetro, para uma faixa adequada de diâmetros d.
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Problema 4.72
Água escoa em regime permanente através de um cotovelo de 180°, conforme
mostra a figura. Na entrada do cotovelo, a pressão manométrica é 15psi. A água é
descarregada para a atmosfera. Considere que as propriedades são uniformes nas
seções de entrada e saída: A1 = 4in2, A2 = 1in2 e V1 = 10ft/s. Determine a componente
horizontal da força necessária para manter o cotovelo no lugar.
Problema 4.80
Uma máquina típica de testes de motores a jato é mostrada na figura, juntamente
com alguns dados de testes.
O combustível entra verticalmente no topo da máquina a uma taxa igual a 2% da
vazão em massa do ar de admissão. Para condições dadas, calcule a vazão em massa
de ar através da máquina e estime o empuxo produzido.
Problema 4.85
A figura mostra um redutor em uma tubulação. O volume interno do redutor é 0,2m3
e sua massa é 25kg. Avalie a força total de reação que deve ser feita pelos tubos
adjacentes para suportar o redutor. O fluido é gasolina.
Problema 4.86
Uma bomba a jato de água tem área do jato de 0,1ft2 e velocidade do jato de 100ft/s.
O jato está dentro de uma corrente secundária de água com velocidade V = 10ft/s. A
área total do duto é de 0,75ft2. As duas correntes são vigorosamente misturadas e a
água deixa a bomba com uma corrente uniforme. As pressões do jato e da corrente
secundária são iguais na entrada da bomba. Determine a velocidade na saída da
bomba e o aumento da pressão, p2 – p1.
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Problema 4.96
Um fluido incompressível escoa em regime permanente na região de entrada de um
canal bidimensional de altura 2h. A velocidade uniforme na entrada do canal é U1 =
7,5m/s. A distribuição de velocidade numa seção a jusante é
𝑢
𝑢𝑚𝑎𝑥
𝑦 2
=1−( )
ℎ
Avalie a velocidade máxima na seção a jusante. Calcule a queda de pressão que
existiria no canal se o atrito viscoso nas paredes fosse desprezível.
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